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                                      小量程智能厚膜压力变送器传感器原理及特点

                                      来源:江苏创辉自动化仪表有限公司 时间:2020-12-08
                                      小量程压力变送器是一种新开发的高性能价格比,抗腐蚀、坚固耐用的新型小量程压力变送器品种,具有宽广的应用前景乐鱼体育app|官网首页。但该变送器在大批量生产和应用中仍存在着非线性大、温度影响大以及过载能力差等不足。针对上述影响,近几年为提高合格率和质量,并扩大应用范围正在不断地利用新材料乐鱼体育app|官网首页、新工艺及新结构进行主体传感器的改进及硬件补偿电路的改进,但尚未取得根本性的突破乐鱼体育app|官网首页。利用微处理器实现变送器的智能化功能已成为一种发展趋势,利用单片机技术,不仅能解决许多压力变送器自身及其制作工艺不能或不易解决的问题,而且还能通过微处理器和存储器内的各种应用程序,完成多种智能化功能,提高产品的性能,扩大应用范围,方便用户检测乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。所以实现小量程厚膜压力变送器的智能化,可对变送器进行误差校正乐鱼体育app|官网首页、故障诊断,大大弥补了该类变送器的性能缺陷乐鱼体育app|官网首页。
                                       
                                      传感器原理及特点
                                      小量程厚膜压力変送器采用厚膜力敏技术,以性能优良的厚膜应变电阻和陶瓷弹性体材料研制而成。陶瓷弹性体能直接接触被测介质,并将所测压力转换成为应变值,而经印刷并烧结在
                                      其上的厚膜应变电阻组成的电桥将该应变值转换为电信号输出,工艺如图1所示乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。
                                      (1)新型弹性膜片材料和结构的设计乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。
                                      小量程厚膜压力传感器芯片由于外形尺寸偏大,其输出特性受陶瓷弹性膜片质量影响较大,膜片的厚度、平整度及一致性与传感器输出灵敏度乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、线性和稳定性等参数直接相关乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。例如,膜片的不平整和翘曲变形严重影响了传感器的线性度和稳定性,量程越小,这种影响越明显乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。因此,设计和选用的弹性膜片要求应力小乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、厚度均匀乐鱼体育app|官网首页、强度高乐鱼体育app|官网首页、平整且成本低从而使传感器芯片的输出性能、过载能力乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页、线性度及可靠性等得到保证,但由于目前材料和工艺水平所限,对于弹性膜片材料和结构的提高都还存在一定的制约乐鱼体育app|官网首页。
                                      (2)采用先进印刷乐鱼体育app|官网首页、烧结工艺乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。对厚膜应变电阻和导体浆料采用自动印刷技术并对其进行膜的厚度及控制工艺研究,解决了印刷不均匀而导致的电阻阻值和电阻灵敏度GF不一致问题,使研制的厚膜应变电阻阻值和电阻温度系数TCR的一致性和稳定性获得提高,便于采用计算机软件技术进行温度补偿对厚膜应变电阻进行批量生产技术研究,采用了先进的厚膜隧道炉进行大批量厚膜应变电阻烧结,寻找ZUI佳的烧结工艺和温度曲线,通过烧结升温乐鱼体育app|官网首页、降温速度乐鱼体育app|官网首页、峰值温度及烧结保温时间等参数控制,解决了陶瓷基片与应变电阻热膨胀系数不匹配等问题,提高了产品的性能乐鱼体育app|官网首页乐鱼体育app|官网首页。
                                      (3)应变分析。通常设计传感器的陶瓷弹性敏感元件承受应变1000pe左右,以保证正常的输出性能和过载能力,而该类型的小量程压力传感器由于受膜片厚度的限制,使压力量程不能做得太低。由于利用智能化的信号处理电路,可将较小微弱信号进行可靠稳定的处理,对应力进行降额设计,选择陶瓷弹性体承受应变500p来设计压力量程,不用再追求大应变下的高信号输出,以保证变送器可靠且过载能力増强,解决了陶瓷厚膜压力变送器过载能力低于其它类型压力变送器的问题。
                                       
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